【摘要】传统工业厂房设计仅为提供工业生产的基本使用性,忽略了其外在表现力｡随着对生活环境要求的提高,无论民用､工业建筑,都需考虑其节能环保的建筑性能及可持续发展的可能性,将平淡的工业厂房变得有艺术感染力､辐射城市面貌｡通过绿色节能技术应用,对工业类建筑进行富有活力的艺术设计,在使用性､艺术性､技术性以及绿色节能､可持续发展性能上有一个良好的统一,在建筑艺术与工业建筑之间找到一条纽带｡

【关键词】工业建筑;绿色节能技术;可持续发展

1 项目背景

    项目位于西安市南三环附近,总建筑面积为23399m2｡厂区由办公与厂房两部分组成,其中厂房部分为门式刚架轻型结构,局部二层,办公区部分为二层钢框架结构,2012年建成并投产｡

2 建筑规划

    在早期的设计中,为了便于管理,往往将仓储､生产等部门分散布置,各个区域相对独立｡项目为了达到节地使用诉求,规划采取简洁一体化的布置手段,集中设计､分区布置｡办公区与厂区一体化设计,同时通过围合院落､设置通廊等手段以保障办公区的舒适性､私密性及与厂房的融合｡办公区的形体设计简洁,将体型系数S控制在0.3以内,减少自身形体能耗,尽可能地将办公区布置在正南正北的朝向,部分区域东西向布置,减少朝向对能耗的影响(表1)｡同时用环形交通组织简化外部交通流线,以减少与内部流线的交叉干扰,达到快捷､高效的使用诉求｡

2.1 总体布局

    现代化的生产工艺要求厂房平面设计追求流线的高效性与便捷性,不仅要达到运输､生产､加工的流线简短､组织高效的生产目的｡同时在设计中融入员工休闲､就餐､沐浴等生活设施,体现人性化的设计关怀｡厂房区域布置及开窗位置顺应了城市主风向,达到了良好的通风效果(图1)｡

2.2 功能分区

    厂房工艺布局紧凑,流程高效清晰,各个生产区之间相对独立,库房与生产分区设置要保证相对独立又便捷易达｡将设备用房脱离厂区空间,保证厂区空间的完整性,满足工艺布置的要求,方便设备维护与运输安装｡与此同时,厂区部分集合了生产加工及存贮空间,这种在一个大跨度的厂区内高度集成的布局方式缩短了各个环节的运输流线,降低了运输能耗,提高了厂区的生产及使用效率｡

3 室内环境

    摆脱传统厂房建筑带来的枯燥机械的立面感观,追求简洁时尚的建筑气质,并结合多种新型的建筑材料,力求塑造出新颖独特的厂区形象｡作为新型高效的现代化厂区,运用绿色技术在节水节电方面达到建筑节能及舒适的室内环境也是需要考量的重要部分｡

3.1 通风及室内热舒适

    厂房四周保持适当的开窗尺度,结合车间内设置屋顶式风机｡夏季通过窗户的对流及屋顶风机排风,将车间内热气流及时排除;冬季风机反转,往车间内送风,维持室内正压状态,在保证换气周期的同时,阻止室外冷空气的大规模倒灌,防止冬季车间内温度快速下降,配合外墙夹芯墙板,在冬季维持适宜的工作温度,以达到节能目的(图2)｡

3.2 采光及照明

    降低厂房内部照明能耗也是绿色节能需要考虑的重要方面,由于厂房内部空间大,面积大,照明功率大,不仅会增加变压器负荷,也会提高夏季厂房内的工作温度｡为了解决这一问题,在厂房顶部设置采光天窗显得尤为必要｡采光天窗的设置通过自然光极大地改善了厂房内部采光效果,有效减少了照明能耗,提升了厂房内部的工作环境(图3,图4)｡

4 围护结构

4.1 外墙

    厂区外墙采用夹芯墙板,以满足外墙较低传热系数｡夹芯墙板部分采用竖向分割,结合竖向条窗,营造出简洁现代的立面氛围,结合陶板等新型材料的运用,增强厂房部分的整体雕塑感｡铝合金夹芯墙板保温隔热性能优异,结合适宜的侧墙开窗尺度,在不破坏立面整体感的同时克服西安地区冬冷夏热的环境影响(图5)｡

4.2 屋面

    屋面采用含有岩棉的成品屋面板,在满足屋面较低的传热系数的同时,有效降低屋面自身荷载,方便安装屋面采光天窗及通风设备,缩短了施工周期｡

4.3 幕墙

    现代围护结构不仅仅局限于传统的砖石混凝土或者夹心墙板,为了追求简洁明快的效果,往往也采用玻璃幕墙｡为了弱化单一材质的突兀感,刻画出一种新颖的立体表情,有意识地利用遮阳构件创造丰富的层次感｡遮阳与建筑主体保持一定距离,富于秩序感的遮阳构件在阳光下呈现韵律般的光影关系,使建筑造型更加丰富､生动有趣而充满变幻,运用出挑框架式遮阳构件在丰富建筑表皮层次的同时加强了建筑光影变化[1]｡陶板与工字钢相结合的花格墙与幕墙组合的外墙体系,内衬玻璃幕墙(图6､图7)｡该幕墙体系可有效降低夏季能耗,同时在夜间也能营造出别致的灯光氛围｡

5 遮阳系统

    建筑遮阳构件在建筑立面造型上的表现手法主要有5个方面:即节奏与韵律,虚实与凹凸,层次与光影,完整与统一,色彩与质感[2]｡为了避免日照过于强烈带来的夏季室内能耗增加,设计过程中采用了机翼遮阳系统结合竖向陶棍构件组成的遮阳系统,在满足采光与遮阳的同时,营造出一个简洁､宁静､且富有节奏与韵律感的建筑艺术表皮,机翼遮阳系统为电动调节式,可有效降低夏季能耗,达到功能与形式的完整统一(图8)｡

6 空调系统

    空气源热泵机组模块化设计,可根据建筑实际对冷热需求量的变化,自动调节实际空调输出量,无任何大气污染,节能环保效果突出｡系统循环水泵精确配置,扬程和流量紧密吻合,变频控制,可随空调负荷变化和室外气候变化自动调节,自动平衡｡

7 污水处理系统

    生产废水主要为喷涂过程产生的漂洗水､脱脂废液､硅烷转换废液｡其中,脱脂废液经过脱脂池预处理后,硅烷转换废水经过预处理后,均与清洗废水进入综合调节池混合,然后一同采用混凝沉淀加气浮处理,总处理量为12240t/a｡

8 绿色技术带来的艺术表情

    长期以来,由于经济条件及思想认识等因素的限制,建筑师在设计工业建筑时,考虑的重点是满足工艺要求和结构要求,因此工业建筑长期给人们的印象总是呆板､僵硬､千篇一律､缺乏变化[5]｡作为城市的一部分,工业类建筑也需丰富的艺术表情,不应成为城市冷漠､呆板的一面｡在许多发达国家,为了改变工业类建筑某些部分冷漠的形象,通过许多艺术加工,使其变得更加亲民,富有活力｡一个城市的文明程度体现在对于人的关怀,无论是身处其中作业的工人,还是厂区路边的过客,提升厂房的作业环境,使其更具艺术表现力,正是对人的关怀｡城市是人塑造的,反过来又会影响人的行为方式,通过对工业建筑的艺术塑造,使其表现出满足生活在城市中居民的精神需求｡

8.1 绿色表皮

    项目设计中可以采用多种新型建筑材料及多种外观处理手法｡结合新型的外墙体系,幕墙体系及色彩的搭配,营造出虚实结合的丰富观感(图9)｡

8.2 空间营造

    一个生态环境良好的企业才称得上是一个现代化的企业[4]｡厂区内通过院落围合､通廊､小品等休闲空间,结合绿植栽种,营造怡人的小环境,调节休憩空间的小气候,也可通过色彩的对比,空间的限定,创造厂区具有亲和力的展览,休闲空间,也可在有条件的办公区域进行屋顶种植,打造立体的绿化系统,对于降低夏季能耗同样具有显著的效果,增添空间的艺术氛围(图10)｡

9 结束语

    绿色节能､环保,是工业化可持续发展背景下的价值取向,是未来建筑发展的必然趋势｡现代的工业厂房建筑设计是工程项目建设的首要环节,要将绿色建筑的理念合理地与工业建筑结合起来,使其不再是一个单纯的生产空间,而是人们的生产活动场所,城市的一部分｡在一定的经济承受范围内,应重点通过合理运用绿色技术措施满足厂房内自然采光､通风､保温及遮阳等节能的要求,在满足工业类生产的同时,通过艺术的处理手法使其表现出丰富而新颖的建筑表情,尽可能使其在城市的发展中塑造一种新颖的形象,改变人们对于传统工业类建筑的印象,顺应城市可持续发展的主题｡

[参考文献]

[1]黄海静,刘雁飞.基于遮阳形式的建筑立面设计[J].西部人居环境学刊,2015(2):59-64.

[2]于文波,陈琦,朱伟.新世纪以来我国建筑遮阳技术研究述评[J].华中建筑,2010(7):27-29.

[3]张华.浅议工业建筑立面设计[J].工程建设与设计,2008(7):18-20.

[4]马海英.现代化工业厂区环境景观设计与研究[D].西安:西安建筑科技大学,2008.

[6]孙涛,马克俭,陈志华,等.多层石膏墙体钢网格框架结构影响系数研究[J].建筑结构学报,2013,34(9):66-72.

[7]曹守刚,马克俭,魏艳辉,等.装配整体式空间钢网格盒式结构在多层大跨度工业厂房中的应用[J].建筑结构,2013,43(4):38-41.

[8]彭登,马克俭.新型装配整体式空间钢网格“筒中筒”盒式结构在超高层结构中的研究与应用[J].空间结构,2012,18(4):13-23.